鱼源胶原支架联合脂肪干细胞通过激活Hippo通路增强股骨头坏死的骨再生与血管化治疗

本研究针对股骨头坏死(ONFH)治疗中骨再生与血管化不足的临床难题，创新性地采用鱼源胶原(FC)支架联合脂肪干细胞(ADSCs)构建组织工程体系。通过体外实验证实FC支架显著促进ADSCs的粘附、增殖和迁移，并激活Hippo信号通路通过p-YAP/HIF-1α/VEGF轴增强成骨与血管分化能力。动物实验显示该组合可有效修复股骨头缺损，为ONFH治疗提供了兼具生物相容性与功能活性的新型策略。

　　

股骨头坏死(ONFH)是一种致残性疾病，由于血供不足和骨再生障碍导致股骨头塌陷，现有治疗方法如髓芯减压术(CD)和钽棒植入存在机械强度下降、疗效不稳定等问题。传统哺乳动物胶原支架可能引发免疫反应，而合成聚合物又面临降解速率不可控的缺陷。面对这些挑战，温州医科大学附属第一医院与山东第一医科大学的研究团队创新性地将热带罗非鱼来源的胶原(FC)支架与脂肪干细胞(ADSCs)结合，探索其在ONFH治疗中的应用潜力。

研究团队采用0.1%胶原酶I从大鼠腹股沟脂肪组织提取ADSCs，通过流式细胞术鉴定其表面标志物(CD90⁺/CD105⁺/CD34^-)。FC支架通过酸-酶联合法从罗非鱼皮中提取，经冷冻干燥形成多孔蜂窝结构。通过MTT实验、Transwell迁移实验和压缩测试评估材料性能，并建立大鼠ONFH模型进行体内验证。关键分子机制通过Western blot检测Hippo通路相关蛋白(YAP/p-YAP)和缺氧诱导因子1α(HIF-1α)表达。

细胞形态与分化潜能
ADSCs呈现典型梭形形态，经21天成骨诱导后茜素红染色显示矿化结节形成，Matrigel培养8小时可形成管状结构，证实其多向分化能力。

支架特性与生物相容性
FC支架电镜显示规则多孔结构，SDS-PAGE证实高纯度。MTT实验显示FC组细胞增殖率与空白组无显著差异，Transwell实验表明FC条件培养基使迁移细胞数增加2.3倍。

成骨与血管生成能力
体外实验显示21天FC/ADSCs复合物的杨氏模量(101.52±1.81 kPa)显著高于PLGA组。裸鼠皮下植入8周后，FC/ADSCs组出现密集异位骨组织(茜素红染色阳性率提升68%)和CD31⁺血管结构，Western blot检测到ALP和ANG-1表达分别上调3.2倍和2.7倍。

分子机制解析
生物信息学分析发现Hippo通路是关键调控网络。缺氧条件下，FC使YAP磷酸化(p-YAP)水平升高4.5倍，促进HIF-1α核转位。加入溶血磷脂酸(LPA)抑制Hippo通路后，管状结构形成减少51%，证实FC通过p-YAP/HIF-1α/VEGF轴发挥作用。

动物模型验证
Micro-CT显示FC/ADSCs组骨体积分数(BV/TV)较ONFH组提高2.1倍，组织学分析见软骨层增厚且空骨陷窝减少83%。免疫组化显示VEGF阳性细胞密度增加3.8倍，Western blot检测到LATS1非依赖性YAP磷酸化。

该研究首次阐明FC支架通过激活Hippo通路促进ADSCs成骨-血管双向分化的机制。相较于传统PLGA材料，FC支架具有更优的生物活性和临床适用性：其37°C变性温度适合体内植入，且规避了哺乳动物胶原的疾病传播风险。研究为ONFH提供了兼具结构支撑与生物活性的治疗策略，未来可通过优化支架孔隙率进一步提升营养运输效率。论文发表于《Scientific Reports》，为海洋生物材料在骨科应用开辟了新方向。